(57)【要約】【課題】トレッドの溝に雪が詰まった状態のタイヤの氷上性能を評価するためのデータを取得できるようにする。【解決手段】ガレージ３で車両に試験タイヤを装着し、屋外の雪面２を走行させることで、トレッドの溝に雪が詰まった状態とした後、ドーム１内に移動する。ドーム１内でアスファルト路１１を走行した後、第２の氷路１３に進入し、試験実行エリア１０７で氷上性能を評価するためデータ（例えばＡＢＳ制動データ）を取得する。【選択図】図１
2013221885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験タイヤを装着した車両を雪上走行させることで前記試験タイヤのトレッドの溝に雪を詰まらせる雪上走行工程と、
前記雪上走行工程の実行によりトレッドの溝に雪が詰まった状態の前記試験タイヤを装着した車両を氷上走行させる氷上走行工程と、を備え、
前記氷上走行工程の実行に伴って前記試験タイヤの氷上性能を評価するためのデータを取得するタイヤの氷上試験方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤの氷上試験方法において、
前記雪上走行工程と前記氷上走行工程との間に前記車両に乾燥路を走行させることで前記試験タイヤの接地面に付着した雪を除去する乾燥路走行工程を備えるタイヤの氷上試験方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたタイヤの氷上試験方法において、
前記雪上走行工程における走行距離を調整することで、前記溝に詰まる雪の量を調整するタイヤの氷上試験方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載されたタイヤの氷上試験方法において、
前記氷上走行工程を所定の回数実行する度に前記雪上走行工程を１回実行し、前記所定の回数の増減により前記溝に詰まる雪の量を調整するタイヤの氷上試験方法。
【請求項５】
請求項１に記載されたタイヤの氷上試験方法において、
前記氷上走行工程において所定の速度で走行しているときにブレーキをかけてから停止するまでの走行距離を計測する制動試験工程を備えるタイヤの氷上試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの氷上試験方法に関し、さらに詳しくは、トレッドの溝に雪を詰まらせた状態での試験が可能なタイヤの氷上試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの氷上試験方法としては、試験タイヤを装着した車両を氷上の周回路を走行させ、１周の旋回時間を測定することで、タイヤのコーナリング性能を評価する方法がある（特許文献１）。
【０００３】
また、氷上試験装置を用いたタイヤの氷上性能評価方法として、回転ドラムの内周面に試験タイヤの外周面を接触させながら回転可能に支持する手段と、回転ドラムの内周面に氷盤を形成する手段とを備えたタイヤ氷上試験装置において、回転ドラムを一定速度で回転させる一方、試験タイヤの回転速度を次第に減速して制動し、或いは急激に停止してロック状態として、試験タイヤのスリップ率及び摩擦係数μを測定するようにしたタイヤの氷上性能評価方法がある（特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、上記従来の方法では、実際の氷路におけるタイヤの性能を評価するためのデータが得られないという問題がある。その理由は、冬季の路面には氷面だけでなく雪面もあるため、雪路を走行することでトレッドの溝、特にサイプに雪が詰まった状態で氷路を走行する状況が有り得るにもかかわらず、その状況を考慮していないからである。なお、本明細書ではトレッドの溝に雪が詰まることを目詰まりと言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４６７６９号公報
【特許文献２】特開２００７−７８６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、トレッドの溝に雪が詰まった状態のタイヤの氷上性能を評価するためのデータを取得可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るタイヤの氷上試験方法は、試験タイヤを装着した車両を雪上走行させることで前記試験タイヤのトレッドの溝に雪を詰まらせる雪上走行工程と、前記雪上走行工程の実行によりトレッドの溝に雪が詰まった状態の前記試験タイヤを装着した車両を氷上走行させる氷上走行工程と、を備え、前記氷上走行工程の実行に伴って前記試験タイヤの氷上性能を評価するためのデータを取得するタイヤの氷上試験方法である。
【０００８】
［作用］
本発明によれば、試験タイヤを装着した車両を雪上走行させることで試験タイヤのトレッドの溝に雪を詰まらせ、試験タイヤのトレッドの溝に雪が詰まった状態で車両を氷上走行させ、氷上走行に伴って試験タイヤの氷上性能を評価するためのデータを取得する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トレッドの溝に雪が詰まった状態のタイヤの氷上性能を評価するためのデータを取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るタイヤの氷上試験方法を実施する場所及び走行路を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るタイヤの氷上試験方法の工程を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るタイヤの氷上試験方法を実施する場所及び走行路を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るタイヤの氷上試験方法に用いた３種類の試験タイヤのトレッドパターンを示す図である。
【図５】図４に示す３種類の試験タイヤを装着した車両により氷上ＡＢＳ（Anti-lock Braking System）制動試験を行った結果得られたタイヤの目詰まりモードとタイヤの増加重量との関係を示すグラフである。
【図６】図４に示す３種類の試験タイヤを装着した車両により氷上ＡＢＳ制動試験を行った結果得られたタイヤの目詰まりモードと摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図７】図４に示す３種類の試験タイヤを装着した車両により氷上ＡＢＳ制動試験を行った結果得られたタイヤの増加重量と摩擦係数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係るタイヤの氷上試験方法（以下、「タイヤの氷上試験方法」を「試験方法」と略称することがある）を実施する場所及び走行路を示す図であり、図２はその試験方法の工程を示す図である。
【００１２】
本実施形態に係る試験方法は、ドーム１内に設定された氷路と、ドーム外（屋外）の雪面２とを用いて実行される。ドーム１内には、乾燥路面であるアスファルト路１１と、第１の氷路１２と、第２の氷路１３とが形成されている。また、ドーム１に隣接して、試験タイヤを車両に対し着脱する場所であるガレージ３が配置されている。
【００１３】
次に本実施形態に係る試験方法の工程を説明する。
まずガレージ３で試験タイヤの重量を測定する（工程Ｓ１）。この試験タイヤは、スタッドレスタイヤ、スタッダブルタイヤ、オールシーズンタイヤなどである。
【００１４】
次に試験タイヤを車両に装着する（工程Ｓ２）。四輪車であれば四輪に試験タイヤを装着することが望ましいが、前輪駆動（ＦＦ）車の場合、少なくとも前輪に装着する。前輪は駆動輪であり、かつ制動時に慣性重量が乗ることで、制動性能に対する寄与が大きいからである。
【００１５】
次に雪上走行を実行する（工程Ｓ３）。即ち、まず図１におけるガレージ３から屋外へ出て、矢印１０１に示すように走行路１００を走行する。なお、ここではガレージ３からドーム１を経由して屋外へ出ているが、ガレージ３から直接屋外へ出るように構成してもよい。次に、矢印１０２及び矢印１０３に示すように、８の字走行を所定回行う。この８の字走行により、試験タイヤのトレッド全体に均等に雪が付着し、全てのトレッドの溝に均等に雪が詰まる。８の字走行の後、矢印１０４に示すように、ドーム１内に進む。
【００１６】
ドーム１内では、矢印１０５及び１０６に示すように、乾燥路面であるアスファルト路１１を走行することにより（工程Ｓ４）、試験タイヤのトレッドの接地面に付着した雪を除去しつつ目詰まりを残す。トレッドの接地面に付着した雪を除去する理由は、トレッドの接地面への雪の介在に起因する氷上性能試験の精度低下を防止するためである。
【００１７】
次に氷上走行を行い（工程Ｓ５）、制動試験を行う（工程Ｓ６）。即ち第２の氷路１３に進入し、試験実行エリア１０７にて一定速度からブレーキをかけて停止させ、ブレーキをかけてから停止するまでの走行距離を測定する。併せて停止するまで時間を測定してもよい。このとき、ＡＢＳを作動させ、タイヤがロックしないようにする。
【００１８】
次に車両をガレージ３に移動させ、試験タイヤを取り外し（工程Ｓ７）、試験タイヤの重量を測定する（工程Ｓ８）。
【００１９】
以上で、目詰まりした試験タイヤの氷上性能を評価するためデータを取得することができた。即ち工程Ｓ６の制動試験において、目詰まりした試験タイヤと氷路との間の摩擦係数μの評価データが得られ、工程Ｓ８における測定値と工程Ｓ１における測定値との差分から、目詰まりに起因する試験タイヤの増加重量のデータが得られる。これらの詳細については後述する。
【００２０】
なお、本実施形態に係る試験方法には下記（１）〜（４）のような変形が可能である。
（１）アスファルト路１１を所定回周回した後に第２の氷路１３に進入し、制動試験を行う。
（２）第１の氷路１２上で制動試験を行う。
（３）工程Ｓ４と工程Ｓ５を交互に複数回繰り返した後に工程Ｓ６に進む。
（４）トレッドの溝の目詰まりの量を調整するため、工程Ｓ３の走行距離を調整する。
（５）トレッドの溝の目詰まりの量を増やすため、工程Ｓ５の次に工程Ｓ３に移行する。この場合、工程Ｓ３に移行する頻度を増減することで、目詰まりの増量を調整することができる。つまり、環境温度によっては、氷上走行により発生する水や熱により、トレッドの溝に詰まった雪は徐々に融解するが、氷上走行の度に雪上走行することで雪を補充することができる。逆に、雪の補充を行わないことで、溝の奥底に半融解した雪氷のみが残り、目詰まりの影響の小さな状態を作り出すことができる。
【００２１】
［第２の実施形態］
図３は本発明の第２の実施形態に係るタイヤの氷上試験方法を実施する場所及び走行路を示す図である。この図において、図１と同一の部分には図１と同じ参照符号が付されている。
【００２２】
図示のように、本実施形態に係る試験方法を実施する場所は第１の実施形態と同じであるが、走行路は異なる。即ち本実施形態では、矢印２０１及び２０２に示すように、雪上走行工程で８の字走行を行わない。また、矢印２０３及び２０４に示すように、アスファルト路１１ではなく第１の氷路１２を走行する。
【００２３】
次に第２の氷路１３に進入し、第１の実施形態と同様、試験実行エリア１０７にて一定速度からブレーキをかけて停止させ、ブレーキをかけてから停止するまでの走行距離を測定する。以後、第１の実施形態と同様、ガレージ３に移動して試験タイヤを車両から取り外し、重量を測定する。
【００２４】
即ち、本実施形態の試験方法の工程は、第１の実施形態と比べると、雪上走行（工程Ｓ３）における８の字走行を無くし、かつ乾燥路走行（工程Ｓ４）を実質的に無くしたものと言える。第１の実施形態との効果の違いについては、実施例を用いて後述する。
【００２５】
〔実施例〕
次に本実施形態の試験方法の実施例について説明する。
〈トレッドパターン〉
図４は３種類の試験タイヤのトレッドパターンを示す図である。
【００２６】
図４Ａに示すトレッドパターンは、タイヤ周方向に直線的に伸びる複数の主溝３０１と、タイヤ幅方向に直線的に伸びる複数のラグ溝３０２により区画された平面視矩形の複数のブロック３０３を備えており、ブロック３０３にはタイヤ幅方向に伸びる複数のサイプ３０４がタイヤ周方向に等間隔に形成されている。
【００２７】
図４Ｂに示すトレッドパターンは、タイヤ周方向に直線的に伸びる複数の主溝４０１と、タイヤ幅方向に直線的に伸びる複数のラグ溝４０２により区画された平面視矩形の複数のブロック４０３を備えており、ブロック４０３にはタイヤ幅方向に伸びる複数のサイプ４０４がタイヤ周方向に不等間隔（疎密）に形成されている。
【００２８】
図４Ｃに示すトレッドパターンは、タイヤ周方向に直線的に伸びる複数の主溝５０１と、タイヤ幅方向に斜めに伸びる複数のラグ溝５０２により区画された平面視平行四辺形の複数のブロック５０３を備えており、ブロック５０３にはタイヤ幅方向に斜めに伸びる複数のサイプ５０４が不等間隔（疎密）に形成されている。
【００２９】
それぞれのトレッドパターンを備えた試験タイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５である。これらの試験タイヤの空気圧を２００ｋＰａとし、車両（フォルクスワーゲンゴルフVI TDI 2008年型）の前輪に装着し、時速３０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈで氷上ＡＢＳ制動試験を行った。
【００３０】
そして、氷上ＡＢＳ制動試験（工程Ｓ６）の測定値と、工程Ｓ１の測定値と、工程Ｓ８の測定値とから、試験タイヤの増加重量と目詰まりの程度との関係を表すデータ、目詰まりの程度と摩擦係数との関係を示すデータ、及び増加重量と摩擦係数との関係を示すデータを取得した。以下、各データについて説明する。
【００３１】
〈試験タイヤの目詰まりの程度と増加重量との関係〉
図５は図４に示す３種類の試験タイヤを装着した車両により氷上ＡＢＳ制動試験を行った結果得られたタイヤの目詰まりモードとタイヤの増加重量との関係を示すグラフである。このグラフにおいて、Ａ、Ｂ、Ｃの特性はそれぞれ図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示すトレッドパターンを備えた試験タイヤに対応する（後述する図６、図７についても同様）。
【００３２】
この図の縦軸の増加重量は試験タイヤの増加重量、即ち工程Ｓ８の測定値と工程Ｓ１の測定値の差分値である。ここで、各試験タイヤにおける増加重量が少ない方のデータは第２の実施形態に係る試験方法で取得したものであり、増加重量が多い方のデータは第１の実施形態に係る試験方法で取得したものである。なお、増加重量無しのデータは図２における工程Ｓ３（雪上走行工程）を行わずに取得したものである。
【００３３】
この軸の横軸の目詰まりモードは目詰まりの程度を無、少、多の３段階で表したものである。つまり、縦軸の増加重量はトレッドの溝（主としてサイプ）の目詰まりの量に比例すると考えられるので、増加重量の少、多を目詰まりモードの「少」、「多」としたものである。
【００３４】
図より、３種類の全ての試験タイヤについて、第２の実施形態に係る試験方法では、目詰まりの量（∝増加重量）が第１の実施形態に係る試験方法よりも少なくなっている。また、第２の実施形態に係る試験方法を実施した時の目詰まりの量は「図４Ｃに示すパターン＞図４Ｂに示すパターン＞図４Ａに示すパターン」であり、第１の実施形態に係る試験方法を実施した時の目詰まりの量は「図４Ｂに示すパターン＞図４Ｃに示すパターン＞図４Ａに示すパターン」の順となる。従って、図４Ａに示すパターンが最もサイプの目詰まりを起こし難いことが判る。
【００３５】
なお、第１の実施形態の試験方法を実行した時のドーム１内の温度条件は、気温が−２．１℃〜−０．６℃、氷温が−３．０℃〜−２．４℃、第２の実施形態の試験方法を実行した時のドーム１内の温度条件は、気温が−２．２℃〜−０．９℃、氷温が−２．７℃〜−２．５℃であった。
【００３６】
第１の実施形態に係る試験方法では上記の氷温でも安定した目詰まりを達成することができるが、第２の実施形態に係る試験方法では目詰まりしている雪の一部が融けるため、安定した目詰まりを達成することができなかった。ただし、第２の実施形態に係る試験方法でも、氷温を−７℃以下に設定した場合には、安定した目詰まりを達成することができた（取得したデータは省略）。
【００３７】
〈試験タイヤの目詰まりの程度と摩擦係数との関係〉
図６は図４に示す３種類の試験タイヤを装着した車両により氷上ＡＢＳ制動試験を行った結果得られたタイヤの目詰まりモードと摩擦係数との関係を示すグラフである。
【００３８】
この図の横軸の目詰まりモードは目詰まりの程度を無、少、多の３段階で表したものであり、図５の横軸と同じである。また、縦軸の摩擦係数は目詰まりモードが無の場合の図４Ａに示すトレッドパターンを有する試験タイヤの摩擦係数を１００とした指数であり、小さい程、制動性能が低い（タイヤと氷路との間の摩擦係数が小さい）ことを意味する。
【００３９】
図より、下記（１）〜（３）のことが判る。
（１）目詰まりの有無に関係なく、摩擦係数は図４Ａに示すパターン、図４Ｂに示すパターン、図４Ｃに示すパターンの順に大きい。
（２）３種類のどのパターンでも目詰まりの増加に伴って、摩擦係数が低下する。
（３）目詰まりが多くなったときの摩擦係数の低下の度合いは図４Ｂに示すパターンが最大。
【００４０】
ここで、摩擦係数の算出方法について説明する。摩擦係数は平均減速度（単位：ｍ/ｓ２）を９．８（重力加速度（単位：ｍ/ｓ２））で割ったものである。平均減速度は制動試験における初速度を停止までの時間で割ったものと同一である。本実施形態では、制動距離（停止までの距離）を計測し、その計測値から下記の式〔３〕を用いて算出する。
【００４１】
即ち平均減速度をａ［ｍ／ｓ２］、初速度をＶ０［ｍ／ｓ］、停止までの時間をｔ［ｓ］、制動距離をＬ［ｍ］とすると、下記の式〔１〕、〔２〕が成り立つ。
Ｖ０＝ａｔ  …式〔１〕
Ｌ＝Ｖ０ｔ−ａｔ２／２  …式〔２〕
【００４２】
式〔１〕、〔２〕からｔを消去し、ａについて整理することで、下記の式〔３〕が得られる。
ａ＝Ｖ０２／２Ｌ  …式〔３〕
【００４３】
〈試験タイヤの増加重量と摩擦係数との関係〉
図７は図４に示す３種類の試験タイヤを装着した車両により氷上ＡＢＳ制動試験を行った結果得られた試験タイヤの増加重量と摩擦係数との関係を示すグラフである。
【００４４】
この図における横軸の増加重量は図５における縦軸の増加重量から取得したものであり、縦軸の摩擦係数は図６における縦軸の摩擦係数から取得したものである。図７より、図４に示すどのパターンでも、増加重量が多くなるにしたがって、摩擦係数が低下している。また、図４Ａに示すパターンの増加重量は図４Ｂに示すパターン、図４Ｃに示すパターンよりも少ない。
【００４５】
なお、以上説明した実施形態及び実施例は工程Ｓ５で氷上ＡＢＳ制動試験を行う場合の構成であるが、本発明は工程Ｓ６で氷上加速試験を行う場合や氷上コーナリング性能を評価するデータを取得する場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１１…アスファルト路、１２…第１の氷路、１３…第２の氷路、１０７…試験実行エリア、３０１，４０１，５０１…主溝、３０２，４０２，５０２…ラグ溝、３０４，４０４，５０４…サイプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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